1、14個(gè)涉及破壞的強(qiáng)度理論2（一）最大拉應(yīng)力（第一強(qiáng)度）理論：認(rèn)為構(gòu)件的斷裂是由最大拉應(yīng)力引起的。當(dāng)最大拉應(yīng)力達(dá)到單向拉伸時(shí)的強(qiáng)度極限時(shí) ，構(gòu)件就斷了。1、破壞判據(jù)：0)( ; 11 b2、強(qiáng)度準(zhǔn)則： 0)( ; 11 3、適用范圍：適用于破壞形式為脆斷的構(gòu)件。 3（二）最大伸長(zhǎng)線應(yīng)變（第二強(qiáng)度）理論：最大伸長(zhǎng)線應(yīng)變（第二強(qiáng)度）理論：認(rèn)為構(gòu)件的斷裂是由最大拉應(yīng)變引起的。當(dāng)最大伸長(zhǎng)線應(yīng)變達(dá)到單向拉伸試驗(yàn)下的 極限應(yīng)變時(shí)，構(gòu)件就斷了。1、破壞判據(jù)：0)( ; 11 b2、強(qiáng)度準(zhǔn)則：3、適用范圍：適用于破壞形式為脆斷的構(gòu)件。 EEb 32111 b 321 3214（三）最大剪應(yīng)力（第三強(qiáng)度）理論：認(rèn)

2、為構(gòu)件的屈服是由最大剪應(yīng)力引起的。當(dāng)最大剪應(yīng)力達(dá)到單向拉伸試驗(yàn)的極限剪應(yīng)力時(shí)，構(gòu)件就破壞了。1、破壞判據(jù)：s max3、適用范圍：適用于破壞形式為屈服的構(gòu)件。 ss 2231maxs 312、強(qiáng)度準(zhǔn)則： 315（四）形狀改變比能（第四強(qiáng)度）理論：認(rèn)為構(gòu)件的屈服是由形狀改變比能引起的。當(dāng)形狀改變比能達(dá)到單向拉伸試驗(yàn)屈服時(shí)形狀改變比能時(shí)，構(gòu)件就破壞了。1、破壞判據(jù)：xsxuu max2、強(qiáng)度準(zhǔn)則3、適用范圍：適用于破壞形式為屈服的構(gòu)件。 21323222161 Eux s 21323222121 213232221216強(qiáng)度理論的選用原則：依破壞形式而定。強(qiáng)度理論的選用原則：依破壞形式而定。1、脆

3、性材料：一般使用第一或第二強(qiáng)度理論；4、簡(jiǎn)單變形時(shí)：一律用與其對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度準(zhǔn)則。如扭轉(zhuǎn)，都用：2、塑性材料：一般使用第三或第四理論。 max5、破壞形式還與溫度、變形速度等有關(guān)！3、特殊：三向受拉三向受拉應(yīng)力狀態(tài)，用第一強(qiáng)度理論； 三向受壓三向受壓應(yīng)力狀態(tài)，用第三或第四強(qiáng)度理論；7三、材料的力學(xué)性能和試驗(yàn)材料的力學(xué)性能（機(jī)械性能）8ASME SA370-2001 鋼制品力學(xué)性能試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法和定義 （與ASTM標(biāo)準(zhǔn)A370-96完全等同） 1. 材料的強(qiáng)度 取樣方向91011各種類(lèi)型鍛件的取樣部位1213抗拉強(qiáng)度14拉伸試驗(yàn)ASTM E8 15 （）屈服點(diǎn)：當(dāng)試件拉力在（）屈服點(diǎn)：當(dāng)試件拉力

4、在 范圍內(nèi)時(shí)，如卸去拉力，試件能恢范圍內(nèi)時(shí)，如卸去拉力，試件能恢復(fù)原狀，應(yīng)力與應(yīng)變的比值為常數(shù)，復(fù)原狀，應(yīng)力與應(yīng)變的比值為常數(shù)，因此，該階段被稱(chēng)為彈性階段。當(dāng)因此，該階段被稱(chēng)為彈性階段。當(dāng)對(duì)試件的拉伸進(jìn)入塑性變形的屈服對(duì)試件的拉伸進(jìn)入塑性變形的屈服階段時(shí)，稱(chēng)屈服下限階段時(shí)，稱(chēng)屈服下限下下所對(duì)應(yīng)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力為屈服強(qiáng)度或屈服點(diǎn)，記做的應(yīng)力為屈服強(qiáng)度或屈服點(diǎn)，記做s s。設(shè)計(jì)時(shí)一般以。設(shè)計(jì)時(shí)一般以s s作為強(qiáng)度取值作為強(qiáng)度取值的依據(jù)。對(duì)屈服現(xiàn)象不明顯的鋼材，的依據(jù)。對(duì)屈服現(xiàn)象不明顯的鋼材，規(guī)定以規(guī)定以0.20.2殘余變形時(shí)的應(yīng)力殘余變形時(shí)的應(yīng)力0.20.2作為屈服強(qiáng)度。作為屈服強(qiáng)度。16 （）抗拉強(qiáng)

5、度：從圖（）抗拉強(qiáng)度：從圖2 2中曲線逐中曲線逐步上升可以看出：試件在屈服階段以后，步上升可以看出：試件在屈服階段以后，其抵抗塑性變形的能力又重新提高，稱(chēng)為其抵抗塑性變形的能力又重新提高，稱(chēng)為強(qiáng)化階段。對(duì)應(yīng)于最高點(diǎn)的應(yīng)力稱(chēng)為抗強(qiáng)化階段。對(duì)應(yīng)于最高點(diǎn)的應(yīng)力稱(chēng)為抗拉強(qiáng)度，用拉強(qiáng)度，用b b表示。表示。 設(shè)計(jì)中抗拉強(qiáng)度雖然不能利用，但屈設(shè)計(jì)中抗拉強(qiáng)度雖然不能利用，但屈強(qiáng)比強(qiáng)比s sb b有一定意義。屈強(qiáng)比愈小，反有一定意義。屈強(qiáng)比愈小，反映鋼材受力超過(guò)屈服點(diǎn)工作時(shí)的可靠性愈映鋼材受力超過(guò)屈服點(diǎn)工作時(shí)的可靠性愈大，因而結(jié)構(gòu)的安全性愈高。但屈強(qiáng)比太大，因而結(jié)構(gòu)的安全性愈高。但屈強(qiáng)比太小，則反映鋼材不能有

6、效地被利用。小，則反映鋼材不能有效地被利用。17 (3) (3) 伸長(zhǎng)率：圖伸長(zhǎng)率：圖2 2中當(dāng)曲線到達(dá)中當(dāng)曲線到達(dá)點(diǎn)后，試件薄弱處急劇縮小，塑性變形點(diǎn)后，試件薄弱處急劇縮小，塑性變形迅速增加，產(chǎn)生迅速增加，產(chǎn)生“頸縮現(xiàn)象頸縮現(xiàn)象”而斷裂。而斷裂。量出拉斷后標(biāo)距部分的長(zhǎng)度量出拉斷后標(biāo)距部分的長(zhǎng)度L Ll l，標(biāo)距的，標(biāo)距的伸長(zhǎng)值與原始標(biāo)距伸長(zhǎng)值與原始標(biāo)距L L0 0的百分率稱(chēng)為伸長(zhǎng)的百分率稱(chēng)為伸長(zhǎng)率。即：率。即： （L1-LOL1-LO） =100%100% L0 L018持久強(qiáng)度和蠕變強(qiáng)度19拉伸試驗(yàn)拉伸試驗(yàn)拉伸試驗(yàn)機(jī)拉伸試驗(yàn)機(jī)20液壓式萬(wàn)能電子材料試驗(yàn)機(jī)21* 拉伸試樣：長(zhǎng)試樣：L0=10

7、d0 短試樣：L0=5d0ASME：L0=4d0 d0L022力力伸長(zhǎng)曲線伸長(zhǎng)曲線FesbkLFsFbO屈服屈服彈彈性性變變形形縮頸縮頸斷裂斷裂塑塑性性變變形形塑性變形塑性變形: :外力外力去除后不能消失去除后不能消失的變形的變形23彈性彈性( elasticity ):金屬材料受外力作金屬材料受外力作 用時(shí)產(chǎn)生變形用時(shí)產(chǎn)生變形,當(dāng)外力去掉后能恢復(fù)當(dāng)外力去掉后能恢復(fù) 到原來(lái)形狀及尺寸的性能到原來(lái)形狀及尺寸的性能。彈性變形彈性變形( elastic deformation ): 隨載荷撤除而消失的變形。隨載荷撤除而消失的變形。 彈性極限彈性極限( elastic limit ): Fe 彈性極限

8、載荷彈性極限載荷( N ) e = ( M pa ) S0 試樣原始橫截面積試樣原始橫截面積( mm2)24拉伸試樣的頸縮現(xiàn)象拉伸試樣的頸縮現(xiàn)象25力力伸長(zhǎng)曲線伸長(zhǎng)曲線FesbkLFsFbO屈服屈服彈彈性性變變形形縮頸縮頸斷裂斷裂塑塑性性變變形形26強(qiáng)度強(qiáng)度(strength): 材料在力的作用下抵抗材料在力的作用下抵抗 變形和破壞的能力。變形和破壞的能力。 種類(lèi)種類(lèi): 抗拉強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、 抗壓強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、 抗彎強(qiáng)抗彎強(qiáng) 度度 、 抗剪強(qiáng)度抗剪強(qiáng)度 、 抗扭強(qiáng)度等。抗扭強(qiáng)度等。 (2)屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度( yield strength): 屈服點(diǎn)屈服點(diǎn) S Fs s = ( M pa )

9、S0試樣屈服時(shí)的載荷試樣屈服時(shí)的載荷( N )試樣試樣原始橫截面積原始橫截面積( mm2)27規(guī)定殘余伸長(zhǎng)應(yīng)力： r0.2 =Fr0.2/S 0slF0.20.2%l0o28(3)抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度( tensile strength ): 試樣在斷裂前所能承受的最大應(yīng)力。試樣在斷裂前所能承受的最大應(yīng)力。 F b 試樣斷裂前的最大載荷試樣斷裂前的最大載荷(N) b = ( M pa ) S 0 試樣原始橫截面積試樣原始橫截面積( mm2)29 力 學(xué) 性 能強(qiáng)度硬度韌性斷裂韌度疲勞主要指標(biāo)：主要指標(biāo)：塑性30塑性塑性(plasticity):是指材料在載荷作用下是指材料在載荷作用下 產(chǎn)生塑性變形而不被破壞的能力。產(chǎn)生塑性變形而不被破壞的能力。(1)斷面收縮率斷面收縮率(percentage reduction in area): 是指試樣拉斷處橫截面積是指試樣拉斷處橫截面積S 1 的收縮量與原始橫截面積的收縮量與原始橫截面積S0之比。之比。 S0 - S 1 = 100% S0 31(2)斷后伸